《表1 不同烃源加氢与未加氢抽提物产量数据表》

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《深部流体及有机-无机相互作用下油气形成的基本内涵》

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按照Tissot干酪根生烃理论，有机质生烃过程是一个贫氢富碳的过程（Tissot等，1974），随着热演化程度增加有机质H/C比值减小（Jones和Edison，1978），利用H/C比值或HI可以评价不同类型烃源岩生烃潜力并一直沿用至今.该理论和评价方法有效指导近代油气地质理论发展和勘探实践.富氢流体是指富含H的挥发性流体，其中H2和H2O是最为富集的富氢流体.全球范围内H2是十分丰富（Welhan和Craig，1979；Meng等，2015；Sherwood Lollar等，2014；Etiope，2017），无论在前寒武纪地层还是新生代地层，H2均广泛存在的（Meng等，2015；Sherwood Lollar等，2014）.H2具有多种成因类型，既包括深部幔源脱气伴生的大量H2，也有幔源岩石的蛇纹石化形成的H2.同时，地层水与来自菱铁矿的Fe2+发生氧化还原反应也能形成H2（Milesi等，2016）.Hawkes早在1972年就提出了H2（Free Hydrogen）在油气形成过程中的促进作用（Hawkes，1972），氢元素参与了有机质的热裂解（Lewan等，1979）.由于H–H键的键能为436kJ mol-1，小于H–OH键能497kJ mol-1（罗渝然，2004）.因此，理论上而言，地质条件下存在H2时，H2比H2O更易对有机质进行加氢.Jin等（2004）通过封闭体系泥岩（Ⅱ型干酪根）和煤（Ⅲ型干酪根）加气态H2和H2O进行200～450℃（温度间隔50℃）生烃模拟实验.实验结果表明，与加H2O相比，加H2后无论泥岩还是煤的生烃率均发生显著增加，其中泥岩的生烃率提高140%以上.同时，加氢后的液态烃组分中重烃丰度明显增加（表1）.泥岩催化加氢热解产率比传统索氏抽最高可提高168倍（吴亮亮等，2012）.对于没有外来氢参与的烃源岩，在成熟阶段主要为干酪根脂肪链和芳核中C–C键的断裂.干酪根中游离的自由基增加，在缺氢条件下容易发生芳构化，从而使得高演化干酪根中以芳烃和环烷烃等大分子为主.如果有外来氢的参与使得游离自由基与氢发生加氢，形成新的烃类化合物，从而抑制烃类芳构化.炼油化工中通过加氢实现芳烃转化为脂肪烃（Nishijima等，1998；Weitkamp等，2001）.一般认为岩浆活动能向沉积盆地中输入大量的热能，温度可达1200℃，这些热流体不仅能够催熟烃源岩生烃（Schimmelmann等，2009），而且这些热能量也能促进富H流体与烃源岩加氢生烃，提高烃源岩生烃潜力，即烃源岩中惰性碳的加氢活化.沉积盆地中地层水参与有机质生烃过程（Saxby和Riley，1984；Schimmelmann等，1999；Liu等，2007；Zhang等，2018）.Reeves等（2012）的实验研究表明，在热液条件下，重烃与水比甲烷与水具有更快的氢同位素交换速率，这主要源自在加氢作用之前更高的平衡烯烃浓度和晚期正构烯烃的内部异构化作用等因素.